Произошла ошибка при попытке установить соединение с сервером лицензий. Пожалуйста обратитесь в техподдержку. Центр фотохимии РАН История ЦФ РАН

История ЦФ РАН

Начало истории Центра фотохимии РАН относится к 1963 году, когда в Филиале ИХФ АН СССР в Черноголовке была образована группа Спектроскопии возбужденных триплетных состояний под руководством канд. физ.-мат. наук М.В. Алфимова. В 1973 году группа была преобразована в лабораторию Фотохимии твердых веществ. В 1978 году на базе этой лаборатории распоряжением Президиума АН СССР был создан Отдел фотохимических процессов регистрации информации, имеющий отделения в Москве и в Черноголовке. Отдел включал лабораторию Фотохимии твердых веществ (Черноголовка), группу Информационных свойств светочувствительных материалов (Черноголовка) и группу Фотохимии регистрирующих сред (Москва). В 1987 году приказом-распоряжением Минхимпрома СССР и АН СССР в ИХФ был сформирован Отдел фотохимии с отделениями в Москве и Черноголовке. В дальнейшем в связи с образованием в Черноголовке самостоятельного ИХФ АН СССР стали существовать параллельно два Отдела фотохимии в Москве и в Черноголовке. В конце 1996 года московский Отдел фотохимии ИХФ РАН был преобразован в Центр фотохимии РАН.

Большую роль в развитии области науки, которой занимается Центр фотохимии, сыграли: академики Х.С.Багдасарьян, В.Н.Кондратьев, В.И.Гольданский, Н.Н. Семенов, В.Н.Теренин, Н.М.Эмануэль, члены-корреспонденты: И.И.Левкоев, В.Л.Тальрозе и К.В.Чибисов.

В течение этого времени разрабатывались следующие научные и прикладные направления:

1961 — 1967 гг. Радиолиз замороженных растворов органических соединений и полимеров. Роль возбужденных триплетных состояний ароматических молекул.

1961 — 1973 гг. Фотохимия замороженных растворов ароматических соединений. Двухквантовые фотохимические реакции, триплет-триплетный перенос энергии электронного возбуждения. Прикладные работы — создание фотохромных материалов на основе явления триплет-триплетного поглощения и двухквантовой ионизации.

1973 — 1978 гг. Фотохимические реакции цис-транс изомеризации и фотодиссоциации в жидких и твердых растворах. Спектроскопия и люминесценция твердых растворов. Прикладные работы — люминесцентная фотография, трехмерная запись информации.

1978 — 1985 гг. Фотохимические реакции в дисперсных системах. Фотохимическое инициирование фазовых переходов. Прикладные работы — люминесцентная фотография и фотографические процессы на основе фотохимического инициирования фазовых переходов.

1985 г. Спектроскопия (оптическая, ЭПР) и фотохимия организованных микросистем (мицелл, микрокристаллов, везикул, биологических структур). Прикладные работы — создание цветных кинофотоматериалов нового поколения.

1987 г. Исследование фотохимических процессов в организованных микросистемах. Исследование свойств ансамблей организованных микросистем.

1989 г. Фотоника (фотохимия и фотофизика) молекулярно организованных микросистем. Разработка общей концепции управления химической функцией системы через уровни ее надмолекулярной организации. Прикладные работы — формирование принципов создания сложных химических микрореакторов, управляемых светом.

1990 г. — настоящее время. Исследование фотоники супрамолекулярных наноразмерных систем.

Видно, что с самого начала мы ищем ответ на вопрос, как взаимодействует световое поле с веществом (в основном — процессы поглощения света) и каков результат взаимодействия света с веществом (образование возбужденных электронных состояний, излучение света, миграция возбуждений, диссоциация молекул, ионизация молекул и т.д.), т.е. все эти годы мы развиваем научную область под названием «фотоника конденсированных веществ». За прошедшее время содержание исследований менялось, методики исследования становились все более и более точными, шкала измеряемых времен превращения молекул становилась все короче и короче, а масштаб исследуемых объектов становился все меньше и меньше. Сегодня объектами наших исследований являются наноструктуры, и мы исследуем оптические свойства этих структур и их фотохимические превращения в диапазоне времен вплоть до фемтосекунд.

Очень условно все эти исследования длиной в 40 лет можно разбить на несколько периодов. Исследования в первый период (1963 — 1978 гг.) относились к «Фотонике органических молекул». Основное внимание в этот период концентрировалось на молекулах и на связи строения молекул с их спектральными и фотохимическими свойствами. В этот период нашими объектами были жидкие и твердые растворы органических молекул — гомогенные среды. Исследовали флуоресценцию и фосфоресценцию молекул, связь спектрально-кинетических характеристик со структурой молекул, свойства нижних и высших триплетных состояний, спектры триплет-триплетного поглощения и химические превращения молекул, возбужденных в высшие триплетные состояния — диссоциацию молекул, ионизацию молекул и триплет-триплетный перенос энергии из высших триплетных состояний (двухквантовые превращения), транс-цис изомеризацию, процессы переноса синглетных и триплетных возбуждений в стеклах и полимерах. Основная направленность исследований — установление связи между строением молекул и их спектральными и фотохимическими свойствами. Впервые была показана возможность эффективного триплет-триплетного внутримолекулярного и межмолекулярного переноса возбуждения из высших триплетных состояний. В процессе этих исследований была показана важная роль молекулярного окружения во внутримолекулярных и межмолекулярных процессах.

Именно эти факты и определили задачи, решаемые во второй период исследований, связанные с изучением «Фотоники микродисперсных систем» (1978 — 1985 гг.). Было ясно, что изменять спектральные и фотохимические свойства молекул можно не только путем синтеза новых химических структур, но и путем организации молекул в супрамолекулярные ансамбли определенного строения. Ряд экспериментальных фактов указывал на то, что, варьируя способ упаковки молекул внутри ансамбля, можно значительно изменять оптические и фотохимические свойства молекул. В этот период исследования научной школы сместились в область фотоники микрогетерогенных систем. Объектами исследования стали эмульсии и дисперсии в жидких и твердых средах, мицелярные и везикулярные системы, пленки Легмюра-Блоджетт, микрокристаллы. Дисперсные частицы, как правило, были микронных размеров. Однако исследования показали, что переход от макросистем к микросистемам не изменяет или изменяет незначительно оптические и фотохимические свойства веществ.

Отличия от гомогенных растворов возникали только в том случае, когда дисперсная частица имела сложное неоднородное строение или когда существовал массообмен между дисперсными (эмульсионными) частицами в растворе и т.д. Из наблюдаемых в этих исследованиях эффектов нужно упомянуть фотоинициированные процессы кристаллизации аморфных частиц, реакции (2+2) фотоциклоприсоединения, которые протекают топохимически в микрокристаллах малых размеров, фотоинициированные колебательные реакции с локализованными реагентами в мицелярных и эмульсионных частицах. Результатом исследований этого периода был вывод, что за счет организации молекул путем их включения в аморфные или кристаллические структуры можно управлять оптическими и фотохимическими свойствами вещества, однако, возможности управления направлением и эффективностью фотопроцессов за счет организации молекул в структуры микронных размеров ограничены (Изв. Акад. Наук СССР, сер. хим.,1990г, № 10). Накопленный к этому периоду экспериментальный материал свидетельствовал о том, что, создавая организованные в определенную архитектуру молекулярные структуры, можно создавать системы и материалы с наперед заданными оптическими и фотохимическими свойствами. Сформировалась область фотоники, которая получила название «Фотоника супрамолекулярных структур», её дальнейшее развитие привело к формированию области «Фотоника супрамолекулярных наноразмерных структур».